JPH09208968A - 廃棄物のガス化処理方法 - Google Patents
廃棄物のガス化処理方法Info
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- JPH09208968A JPH09208968A JP8012794A JP1279496A JPH09208968A JP H09208968 A JPH09208968 A JP H09208968A JP 8012794 A JP8012794 A JP 8012794A JP 1279496 A JP1279496 A JP 1279496A JP H09208968 A JPH09208968 A JP H09208968A
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- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
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- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
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- F23G2202/10—Combustion in two or more stages
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 未燃炭素の残存や不完全燃焼によるススやタ
ールの系外への排出がなく、効率よく熱エネルギーの回
収を行うことができる有機物含有廃棄物のガス化処理方
法を提供すること。 【解決手段】 有機物を含む廃棄物を空気又は酸素及び
水蒸気で部分酸化により燃焼又はガス化する有機物を含
む廃棄物のガス化処理方法において、供給する水蒸気と
有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となる
ように調整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中の有
機物を部分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の供給
を止め空気又は酸素のみを供給して残留する炭素成分を
主体とする可燃物を燃焼させるとともに、前記ガス化に
より発生した可燃性ガスを空気又は酸素により燃焼させ
ることを特徴とする有機物を含む廃棄物のガス化処理方
法。
ールの系外への排出がなく、効率よく熱エネルギーの回
収を行うことができる有機物含有廃棄物のガス化処理方
法を提供すること。 【解決手段】 有機物を含む廃棄物を空気又は酸素及び
水蒸気で部分酸化により燃焼又はガス化する有機物を含
む廃棄物のガス化処理方法において、供給する水蒸気と
有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となる
ように調整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中の有
機物を部分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の供給
を止め空気又は酸素のみを供給して残留する炭素成分を
主体とする可燃物を燃焼させるとともに、前記ガス化に
より発生した可燃性ガスを空気又は酸素により燃焼させ
ることを特徴とする有機物を含む廃棄物のガス化処理方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機物を含む廃棄物を部
分酸化によりガス化し、発生したガス化ガス及びガス化
残渣を燃焼させることによる有機物を含む廃棄物のガス
化処理方法に関する。
分酸化によりガス化し、発生したガス化ガス及びガス化
残渣を燃焼させることによる有機物を含む廃棄物のガス
化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機物として、木材、農作物（砂糖き
び、とうもろこしなど）、一般植物（藻、雑草など）な
どが従来からガス化処理されている。さらに、最近では
有機物を主体とする廃棄物として、産業廃棄物としての
プラスチック類、故紙、廃棄自動車中のプラスチック類
を破砕したいわゆるシュレッダーダスト、熱硬化性樹脂
を主体とするＦＲＰ船の廃棄物などのガス化技術が開発
されている。これらの有機物のガス化法としては、一般
に空気や酸素を使用する１段式の移動層型又は流動層型
の熱分解炉や燃焼炉が使用され、廃熱を回収することを
主体に実施されていた。また最近では、プラスチック類
を含む廃棄物について、１段式熱分解炉で熱分解して油
分を回収する方法（以下、熱分解法という）の技術開発
も行われている。
び、とうもろこしなど）、一般植物（藻、雑草など）な
どが従来からガス化処理されている。さらに、最近では
有機物を主体とする廃棄物として、産業廃棄物としての
プラスチック類、故紙、廃棄自動車中のプラスチック類
を破砕したいわゆるシュレッダーダスト、熱硬化性樹脂
を主体とするＦＲＰ船の廃棄物などのガス化技術が開発
されている。これらの有機物のガス化法としては、一般
に空気や酸素を使用する１段式の移動層型又は流動層型
の熱分解炉や燃焼炉が使用され、廃熱を回収することを
主体に実施されていた。また最近では、プラスチック類
を含む廃棄物について、１段式熱分解炉で熱分解して油
分を回収する方法（以下、熱分解法という）の技術開発
も行われている。
【０００３】また、固定床方式では、次に示すような２
段方式、すなわち第１段の操作において、約４００〜
８００℃の温度範囲になるように空気供給量を調整して
燃焼しやすい成分を抑制燃焼し、第２段の操作におい
て、約８００〜１２００℃程度の温度範囲になるように
高濃度酸素や補助燃料等を使用して、残留する未燃炭素
成分（コークスや木炭など）を燃焼する方法（以下、空
気燃焼法という）が行われている。
段方式、すなわち第１段の操作において、約４００〜
８００℃の温度範囲になるように空気供給量を調整して
燃焼しやすい成分を抑制燃焼し、第２段の操作におい
て、約８００〜１２００℃程度の温度範囲になるように
高濃度酸素や補助燃料等を使用して、残留する未燃炭素
成分（コークスや木炭など）を燃焼する方法（以下、空
気燃焼法という）が行われている。
【０００４】前述した従来の方法については各々次のよ
うな問題点がある。 （１）熱分解法 （ａ）プラスチック類：複数の素材が混在しているた
め、熱分解温度が約３００〜８００℃の広範囲で運転が
困難であり、未分解炭素によるススの発生及び装置壁面
へのコーキング発生が問題となっている。さらに、これ
らの未分解炭素の混入により熱分解油の品質が悪いた
め、低品質の燃料油としてしか使用できない。 （ｂ）木材、農作物、一般植物（藻、雑草など）など：
約４０〜６０％の残留炭素が発生し、熱分解ガスはＣＯ
2 が多いので発熱量が低く燃料ガスとして使用できな
い。 （ｃ）シュレッダーダスト：前記プラスチック類と同様
な問題がある。
うな問題点がある。 （１）熱分解法 （ａ）プラスチック類：複数の素材が混在しているた
め、熱分解温度が約３００〜８００℃の広範囲で運転が
困難であり、未分解炭素によるススの発生及び装置壁面
へのコーキング発生が問題となっている。さらに、これ
らの未分解炭素の混入により熱分解油の品質が悪いた
め、低品質の燃料油としてしか使用できない。 （ｂ）木材、農作物、一般植物（藻、雑草など）など：
約４０〜６０％の残留炭素が発生し、熱分解ガスはＣＯ
2 が多いので発熱量が低く燃料ガスとして使用できな
い。 （ｃ）シュレッダーダスト：前記プラスチック類と同様
な問題がある。
【０００５】（２）空気燃焼法 （ａ）燃焼排ガスの組成はＮ2 、ＣＯ2 が主成分であ
り、ガスの発熱量が非常に低いので燃料として使用でき
ない。 （ｂ）不完全燃焼によりスス、ＮＯｘが副生し、さらに
ダイオキシン類発生などの二次公害が問題となってい
る。 （ｃ）特にプラスチック類の場合には、燃焼により約
１，２００℃以上の高温になるために燃焼炉の壁面を損
傷しやすい。
り、ガスの発熱量が非常に低いので燃料として使用でき
ない。 （ｂ）不完全燃焼によりスス、ＮＯｘが副生し、さらに
ダイオキシン類発生などの二次公害が問題となってい
る。 （ｃ）特にプラスチック類の場合には、燃焼により約
１，２００℃以上の高温になるために燃焼炉の壁面を損
傷しやすい。
【０００６】このような問題点を解決する方法の一つと
して、本発明者らは、有機物を空気又は酸素及び水蒸気
で部分酸化により燃焼又はガス化する方法において、供
給する水蒸気と有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが
１〜１０となるように調整し、さらに燃焼又はガス化温
度が７００〜９００℃になるように運転することを特徴
とする有機物のガス化方法を提案し、先に出願した（特
願平５−２９０３４９号）。
して、本発明者らは、有機物を空気又は酸素及び水蒸気
で部分酸化により燃焼又はガス化する方法において、供
給する水蒸気と有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが
１〜１０となるように調整し、さらに燃焼又はガス化温
度が７００〜９００℃になるように運転することを特徴
とする有機物のガス化方法を提案し、先に出願した（特
願平５−２９０３４９号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記特願平５−２９０
３４９号の方法によればススやタールの混入の少ないク
リーンなガス化ガスを得ることができる。しかしなが
ら、この方法を有機物を含む廃棄物の処理に適用する
と、ガス化しにくい成分を含む廃棄物の場合、ガス化効
率が悪く未反応炭素を主体とする残渣が残るなどの問題
点がある。本発明はこのような従来技術における問題点
を解決し、未燃炭素の残存や不完全燃焼によるススやタ
ールの系外への排出がなく、効率よく有機物含有廃棄物
の処理を行うとともに熱エネルギの回収を行うことがで
きる有機物含有廃棄物のガス化処理方法を提供しようと
するものである。
３４９号の方法によればススやタールの混入の少ないク
リーンなガス化ガスを得ることができる。しかしなが
ら、この方法を有機物を含む廃棄物の処理に適用する
と、ガス化しにくい成分を含む廃棄物の場合、ガス化効
率が悪く未反応炭素を主体とする残渣が残るなどの問題
点がある。本発明はこのような従来技術における問題点
を解決し、未燃炭素の残存や不完全燃焼によるススやタ
ールの系外への排出がなく、効率よく有機物含有廃棄物
の処理を行うとともに熱エネルギの回収を行うことがで
きる有機物含有廃棄物のガス化処理方法を提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するための手段として次の（１）又は（２）の構成を採
るものである。 （１）有機物を含む廃棄物を空気又は酸素及び水蒸気で
部分酸化により燃焼又はガス化する有機物を含む廃棄物
のガス化処理方法において、供給する水蒸気と有機物中
の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となるように調
整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中の有機物を部
分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の供給を止め空
気又は酸素のみを供給して残留する炭素成分を主体とす
る可燃物を燃焼させることを特徴とする有機物を含む廃
棄物のガス化処理方法。
するための手段として次の（１）又は（２）の構成を採
るものである。 （１）有機物を含む廃棄物を空気又は酸素及び水蒸気で
部分酸化により燃焼又はガス化する有機物を含む廃棄物
のガス化処理方法において、供給する水蒸気と有機物中
の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となるように調
整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中の有機物を部
分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の供給を止め空
気又は酸素のみを供給して残留する炭素成分を主体とす
る可燃物を燃焼させることを特徴とする有機物を含む廃
棄物のガス化処理方法。
【０００９】（２）有機物を含む廃棄物を空気又は酸素
及び水蒸気で部分酸化により燃焼又はガス化する有機物
を含む廃棄物のガス化処理方法において、供給する水蒸
気と有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０と
なるように調整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中
の有機物を部分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の
供給を止め空気又は酸素のみを供給して残留する炭素成
分を主体とする可燃物を燃焼させるとともに、前記ガス
化により発生した可燃性ガスを空気又は酸素により燃焼
させることを特徴とする有機物を含む廃棄物のガス化処
理方法。
及び水蒸気で部分酸化により燃焼又はガス化する有機物
を含む廃棄物のガス化処理方法において、供給する水蒸
気と有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０と
なるように調整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中
の有機物を部分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の
供給を止め空気又は酸素のみを供給して残留する炭素成
分を主体とする可燃物を燃焼させるとともに、前記ガス
化により発生した可燃性ガスを空気又は酸素により燃焼
させることを特徴とする有機物を含む廃棄物のガス化処
理方法。
【００１０】本発明は廃棄物中の有機物をガス化、燃焼
させて効率よく処理するとともに、ガス化又は燃焼する
際に未反応炭素の残存や、不完全燃焼によるススの生成
を防止して高品質のガスを生成し、さらに高効率でエネ
ルギを回収して有効利用するために以下の手段を採るこ
とを特徴とする。 １）ガス化又は燃焼操作を、ガス化が容易な成分をガス
化させる比較的低温での第１段の操作と、ガス化のおそ
い成分を燃焼させる第２段の操作の２段階で行う。 ２）酸化剤として、空気又は酸素を使用する。 ３）第１段の操作において、水蒸気の存在する雰囲気で
部分酸化反応を行なわせる。 ４）第１段の操作では供給する水蒸気と、有機物中の炭
素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となるように運転す
る。
させて効率よく処理するとともに、ガス化又は燃焼する
際に未反応炭素の残存や、不完全燃焼によるススの生成
を防止して高品質のガスを生成し、さらに高効率でエネ
ルギを回収して有効利用するために以下の手段を採るこ
とを特徴とする。 １）ガス化又は燃焼操作を、ガス化が容易な成分をガス
化させる比較的低温での第１段の操作と、ガス化のおそ
い成分を燃焼させる第２段の操作の２段階で行う。 ２）酸化剤として、空気又は酸素を使用する。 ３）第１段の操作において、水蒸気の存在する雰囲気で
部分酸化反応を行なわせる。 ４）第１段の操作では供給する水蒸気と、有機物中の炭
素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となるように運転す
る。
【００１１】５）第２段の操作において、水蒸気の供給
を停止し、空気又は酸素により、残留する可燃成分を燃
焼させる。 ６）前記第１段及び第２段の操作において生成したター
ル成分やススは、第３段の操作で高温燃焼させる。ただ
し、第３段の操作は、第１段及び第２段の操作を実施す
る場所とは異なる場所（別の装置）で実施する。 ７）なお、第１段の操作において生成したガスはＨ2 、
ＣＯ等を多く含むためガスタービンの燃料、メタノール
合成用原料などに使用することもできる。
を停止し、空気又は酸素により、残留する可燃成分を燃
焼させる。 ６）前記第１段及び第２段の操作において生成したター
ル成分やススは、第３段の操作で高温燃焼させる。ただ
し、第３段の操作は、第１段及び第２段の操作を実施す
る場所とは異なる場所（別の装置）で実施する。 ７）なお、第１段の操作において生成したガスはＨ2 、
ＣＯ等を多く含むためガスタービンの燃料、メタノール
合成用原料などに使用することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】例えば、プラスチック類を加熱し
ていくと、結合力が弱い側鎖から分解を開始し、さらに
加熱すると先ず−Ｃ−結合が分解し、次いで−Ｃ＝結
合、さらに芳香族の分解が進行して行く。加熱を途中で
中断すると分解しにくい成分が未燃炭素成分として残留
する。プラスチック類の中でも容易に熱分解する熱可塑
性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等）と、熱分解
しにくい熱硬化性樹脂（ＦＲＰ、不飽和ポリエステル
等）が混在する。また、木材が熱分解して残留する木炭
は、プラスチック類の熱分解・燃焼速度の数十〜数百倍
も遅い。以上のように、廃棄物中にはガス化又は燃焼の
速度が大きく異なる成分が混在する。
ていくと、結合力が弱い側鎖から分解を開始し、さらに
加熱すると先ず−Ｃ−結合が分解し、次いで−Ｃ＝結
合、さらに芳香族の分解が進行して行く。加熱を途中で
中断すると分解しにくい成分が未燃炭素成分として残留
する。プラスチック類の中でも容易に熱分解する熱可塑
性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等）と、熱分解
しにくい熱硬化性樹脂（ＦＲＰ、不飽和ポリエステル
等）が混在する。また、木材が熱分解して残留する木炭
は、プラスチック類の熱分解・燃焼速度の数十〜数百倍
も遅い。以上のように、廃棄物中にはガス化又は燃焼の
速度が大きく異なる成分が混在する。
【００１３】一方タール成分やいわゆるススは、ガス化
又は燃焼の初期に大半が生成する。そこで本発明では、
前記のようにガス化又は燃焼操作を２段階で行う方法を
採用する。すなわち、まず、第１段では熱分解しやすい
部分を水蒸気の存在する雰囲気で、部分酸化する。次
に、第２段階で燃焼速度が遅い、残留する未燃炭素成分
を高温で燃焼する方法である。ガス化のおそい成分を含
まない場合には、第２段の操作は省略できることはもち
ろんである。以下、これらの操作の内容について説明す
る。
又は燃焼の初期に大半が生成する。そこで本発明では、
前記のようにガス化又は燃焼操作を２段階で行う方法を
採用する。すなわち、まず、第１段では熱分解しやすい
部分を水蒸気の存在する雰囲気で、部分酸化する。次
に、第２段階で燃焼速度が遅い、残留する未燃炭素成分
を高温で燃焼する方法である。ガス化のおそい成分を含
まない場合には、第２段の操作は省略できることはもち
ろんである。以下、これらの操作の内容について説明す
る。
【００１４】（１）第１段の操作 第１段の操作では主として廃棄物中のガス化しやすい成
分をガス化させる。このとき、一部を燃焼させて反応温
度を維持する。 （ａ）部分酸化 従来は、酸化剤として燃焼に必要な理論酸素量以上の過
剰な空気（または酸素）を使用している。この場合、空
気中の酸素が有機物と反応して燃焼（酸化）する際に、
酸素による燃焼速度が非常に速く有機物の表面がまず燃
焼して酸素が消費される。その後、有機物表面への酸素
の拡散による補給は燃焼より拡散が遅いために酸素補給
が追いつかなくなり、その結果有機物の表面は窒素が残
存し、部分的に酸素欠乏状態が発生する。一方、酸素に
よる燃焼により有機物の表面は高温状態になるが、酸素
欠乏のために燃焼反応は起こらず、炭素物質の縮合反応
のみが加速され、その結果、ススが発生することにな
る。このススは燃焼ガス中にＣｌが存在すると、これと
反応して有害物質であるダイオキシン類副生の原因にな
る。また、酸素欠乏状態によりＮＯｘが発生する。
分をガス化させる。このとき、一部を燃焼させて反応温
度を維持する。 （ａ）部分酸化 従来は、酸化剤として燃焼に必要な理論酸素量以上の過
剰な空気（または酸素）を使用している。この場合、空
気中の酸素が有機物と反応して燃焼（酸化）する際に、
酸素による燃焼速度が非常に速く有機物の表面がまず燃
焼して酸素が消費される。その後、有機物表面への酸素
の拡散による補給は燃焼より拡散が遅いために酸素補給
が追いつかなくなり、その結果有機物の表面は窒素が残
存し、部分的に酸素欠乏状態が発生する。一方、酸素に
よる燃焼により有機物の表面は高温状態になるが、酸素
欠乏のために燃焼反応は起こらず、炭素物質の縮合反応
のみが加速され、その結果、ススが発生することにな
る。このススは燃焼ガス中にＣｌが存在すると、これと
反応して有害物質であるダイオキシン類副生の原因にな
る。また、酸素欠乏状態によりＮＯｘが発生する。
【００１５】そこで、空気（または酸素）の供給量を抑
制し、７００〜９００℃を保持するために必要な酸素量
のみを供給し、いわゆる部分酸化反応により反応温度を
一定に保持する抑制燃焼法を採ることにより、これらの
現象による悪影響を緩和することができる。しかしなが
ら、このような抑制燃焼においても、可燃成分の表面に
ついて微視的にみると酸素過剰の状態にあり、部分的に
高温状態となりススが発生する。したがって、抑制燃焼
のみではなお不十分である。
制し、７００〜９００℃を保持するために必要な酸素量
のみを供給し、いわゆる部分酸化反応により反応温度を
一定に保持する抑制燃焼法を採ることにより、これらの
現象による悪影響を緩和することができる。しかしなが
ら、このような抑制燃焼においても、可燃成分の表面に
ついて微視的にみると酸素過剰の状態にあり、部分的に
高温状態となりススが発生する。したがって、抑制燃焼
のみではなお不十分である。
【００１６】（ｂ）酸化反応と水性ガス化反応を併起さ
せる。 酸化反応（反応式）は発熱反応であるが、水性ガス化
反応（反応式）は吸熱反応であるため、両者を併起さ
せて穏やかな反応を進行させることにより、酸化反応の
暴走による上記（ａ）に述べたスス発生や、ＮＯｘ発生
を防止できる。
せる。 酸化反応（反応式）は発熱反応であるが、水性ガス化
反応（反応式）は吸熱反応であるため、両者を併起さ
せて穏やかな反応を進行させることにより、酸化反応の
暴走による上記（ａ）に述べたスス発生や、ＮＯｘ発生
を防止できる。
【化１】酸化反応 Ｃ ＋ Ｏ2 → ＣＯ2 水性ガス化反応 Ｃ ＋ Ｈ2 Ｏ → ＣＯ ＋ Ｈ2 また、水蒸気と酸素を混合状態とすることにより、可燃
成分の表面が部分的に高酸素濃度状態になって酸化反応
の暴走により微視的に高温となるのを防止することがで
き、穏やかな酸化反応を進行させることができる。
成分の表面が部分的に高酸素濃度状態になって酸化反応
の暴走により微視的に高温となるのを防止することがで
き、穏やかな酸化反応を進行させることができる。
【００１７】（ｃ）供給する水蒸気と有機物中のＣとの
モル比を調整する。 部分酸化反応は発熱反応であり、水性ガス化反応は吸熱
反応である。従って、添加するＨ2 Ｏ量の増加により吸
熱量が増加し、酸化反応で発生する熱より大きくなると
温度が低下する。ガス化温度としては、以下の理由によ
り適正な範囲が存在する。 （ア）７００℃未満では未反応物質がタールとして副生
する。 （イ）９００℃を超えると急激な温度上昇による炭素質
の重・縮合反応や燃焼に必要な酸素の拡散遅れによるス
スが副生する。 そこで、任意の適正なガス化温度（７００〜９００℃）
を維持するためには適正なＨ2 Ｏ／Ｃの範囲が存在す
る。
モル比を調整する。 部分酸化反応は発熱反応であり、水性ガス化反応は吸熱
反応である。従って、添加するＨ2 Ｏ量の増加により吸
熱量が増加し、酸化反応で発生する熱より大きくなると
温度が低下する。ガス化温度としては、以下の理由によ
り適正な範囲が存在する。 （ア）７００℃未満では未反応物質がタールとして副生
する。 （イ）９００℃を超えると急激な温度上昇による炭素質
の重・縮合反応や燃焼に必要な酸素の拡散遅れによるス
スが副生する。 そこで、任意の適正なガス化温度（７００〜９００℃）
を維持するためには適正なＨ2 Ｏ／Ｃの範囲が存在す
る。
【００１８】この適正なＨ2 Ｏ／Ｃの値は有機物の種類
により相違する。例えば、ポリエチレンやポリプロピレ
ンのような酸素を含有しない有機物に対して、ポリウレ
タンやバイオ、紙のような酸素を多量に含有する有機物
の方が多量のＨ2 Ｏ量が必要である。また、ＦＲＰのよ
うに多量の灰分（無機質成分）を含有する場合には少量
のＨ2 Ｏ量でよい（表１．参照）。Ｈ2 Ｏ／Ｃの適正な
範囲は平衡計算では１〜５が好ましい（有機物により相
違する）が、ガス化炉形状（流動層、噴流層、キルン、
移動層など）による吹き抜けなどのＨ2 Ｏ利用率を考慮
して一般的にはＨ2 Ｏ／Ｃ＝１〜１０（モル比）の範囲
が使用される。また、有機物中のＣを完全燃焼させてＣ
Ｏ2 にせずに下記の反応でＣＯを製造する場合や、製
造ガス中のＨ2 の燃焼反応を抑制するためにはＯ2 量
を抑制するため、Ｈ2 Ｏ添加量も少量でよい。
により相違する。例えば、ポリエチレンやポリプロピレ
ンのような酸素を含有しない有機物に対して、ポリウレ
タンやバイオ、紙のような酸素を多量に含有する有機物
の方が多量のＨ2 Ｏ量が必要である。また、ＦＲＰのよ
うに多量の灰分（無機質成分）を含有する場合には少量
のＨ2 Ｏ量でよい（表１．参照）。Ｈ2 Ｏ／Ｃの適正な
範囲は平衡計算では１〜５が好ましい（有機物により相
違する）が、ガス化炉形状（流動層、噴流層、キルン、
移動層など）による吹き抜けなどのＨ2 Ｏ利用率を考慮
して一般的にはＨ2 Ｏ／Ｃ＝１〜１０（モル比）の範囲
が使用される。また、有機物中のＣを完全燃焼させてＣ
Ｏ2 にせずに下記の反応でＣＯを製造する場合や、製
造ガス中のＨ2 の燃焼反応を抑制するためにはＯ2 量
を抑制するため、Ｈ2 Ｏ添加量も少量でよい。
【化２】 Ｃ ＋ ０．５Ｏ2 → ＣＯ Ｈ2 ＋ ０．５Ｏ2 → Ｈ2 Ｏ この場合にはＨ2 Ｏ／Ｃ＝１〜５（モル比）の範囲が好
ましい。
ましい。
【００１９】
【表１】 （*) 漁船用不飽和ポリエステル樹脂
【００２０】（２）第２段操作 第２段の操作において、水蒸気の供給を停止し、空気又
は酸素により残留する可燃成分を燃焼させる。この操作
では、酸素濃度が高い方が燃焼速度が速い。燃焼温度は
８００〜１０００℃程度である。この操作は第１段操作
と同じ装置（ガス化炉、燃焼炉など）で行うことができ
る。なお、この段階で残留する可燃成分（未燃分）が少
ない場合には燃焼に必要な熱が不足するので、別途燃料
を供給してバーナ燃焼させるなどの方法によって燃焼温
度を維持するようにする。
は酸素により残留する可燃成分を燃焼させる。この操作
では、酸素濃度が高い方が燃焼速度が速い。燃焼温度は
８００〜１０００℃程度である。この操作は第１段操作
と同じ装置（ガス化炉、燃焼炉など）で行うことができ
る。なお、この段階で残留する可燃成分（未燃分）が少
ない場合には燃焼に必要な熱が不足するので、別途燃料
を供給してバーナ燃焼させるなどの方法によって燃焼温
度を維持するようにする。
【００２１】（３）第３段操作 前記第１段及び第２段の操作において発生した少量のタ
ール成分やススは、第１段の操作で発生したガス化ガス
とともに第３段の操作で高温燃焼させる。ただし、第３
段の操作は、第１段及び第２段の操作を実施する場所と
異なる場所（別の装置）で実施する。ダイオキシン等の
有害な成分の副生防止するため、タールやススは高温で
完全に燃焼させることが必要であり、ここでの燃焼温度
は１０００〜１３００℃の範囲が好ましい。
ール成分やススは、第１段の操作で発生したガス化ガス
とともに第３段の操作で高温燃焼させる。ただし、第３
段の操作は、第１段及び第２段の操作を実施する場所と
異なる場所（別の装置）で実施する。ダイオキシン等の
有害な成分の副生防止するため、タールやススは高温で
完全に燃焼させることが必要であり、ここでの燃焼温度
は１０００〜１３００℃の範囲が好ましい。
【００２２】前記第２及び第３段の操作においては適宜
熱エネルギの回収を行うことができる。本発明では第１
段階において廃棄物中のガス化しやすい成分のみをガス
化するので、比較的クリーンなガスが得られ、特に水蒸
気と酸素のみでガス化した場合には発熱量の大きいガス
化ガスが得られるため、第３段における熱エネルギの回
収が容易になる。また、第１段の操作において水蒸気と
酸素のみを使用した場合にはＨ2 、ＣＯ等の濃度が高い
ガスが得られるため、第３段の操作としてガスタービン
燃焼させることができ、さらにメタノール合成（２Ｈ2
＋ＣＯ→ＣＨ3 ＯＨ）に使用することもできる。
熱エネルギの回収を行うことができる。本発明では第１
段階において廃棄物中のガス化しやすい成分のみをガス
化するので、比較的クリーンなガスが得られ、特に水蒸
気と酸素のみでガス化した場合には発熱量の大きいガス
化ガスが得られるため、第３段における熱エネルギの回
収が容易になる。また、第１段の操作において水蒸気と
酸素のみを使用した場合にはＨ2 、ＣＯ等の濃度が高い
ガスが得られるため、第３段の操作としてガスタービン
燃焼させることができ、さらにメタノール合成（２Ｈ2
＋ＣＯ→ＣＨ3 ＯＨ）に使用することもできる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例をあげ本発明の効果を
明らかにする。 （実施例１）本発明の方法によりポリエチレンのガス化
・燃焼処理試験を行った。使用したガス化炉及びガス燃
焼炉の仕様を表２に、操作条件、試験結果を表３に示
す。なお、第３段の操作は、ガス化炉の上部にガス燃焼
炉を設け、可燃性ガス及びタール成分、ススを燃焼処理
した。表３の結果からポリエチレンの場合は未反応炭素
の残留がなく容易にガス化することができ、微量のター
ルやススを含むガス化ガスを燃焼させることによって、
廃棄物の処理ができることがわかる。
明らかにする。 （実施例１）本発明の方法によりポリエチレンのガス化
・燃焼処理試験を行った。使用したガス化炉及びガス燃
焼炉の仕様を表２に、操作条件、試験結果を表３に示
す。なお、第３段の操作は、ガス化炉の上部にガス燃焼
炉を設け、可燃性ガス及びタール成分、ススを燃焼処理
した。表３の結果からポリエチレンの場合は未反応炭素
の残留がなく容易にガス化することができ、微量のター
ルやススを含むガス化ガスを燃焼させることによって、
廃棄物の処理ができることがわかる。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】（実施例２）実施例１と同じ装置を使用し
てＦＲＰ（表１に記載のもの）のガス化・燃焼処理試験
を行った。操作条件及び試験結果を表４に示す。表４か
ら、ＦＲＰは熱可塑性で完全ガス化しにくいが、残渣を
第２段の操作で燃焼処理することにより無害化処理でき
ることがわかる。
てＦＲＰ（表１に記載のもの）のガス化・燃焼処理試験
を行った。操作条件及び試験結果を表４に示す。表４か
ら、ＦＲＰは熱可塑性で完全ガス化しにくいが、残渣を
第２段の操作で燃焼処理することにより無害化処理でき
ることがわかる。
【００２７】
【表４】
【００２８】（比較例１）実施例１と同じ装置を使用
し、ＦＲＰ（表１に記載のもの）のガス化・燃焼処理試
験を行った。操作条件及び試験結果を表５に示す。表５
から、水蒸気を供給しない従来の方法では、多量のター
ル及びススが発生し、第３段での燃焼負荷が大きくなる
ことがわかる。
し、ＦＲＰ（表１に記載のもの）のガス化・燃焼処理試
験を行った。操作条件及び試験結果を表５に示す。表５
から、水蒸気を供給しない従来の方法では、多量のター
ル及びススが発生し、第３段での燃焼負荷が大きくなる
ことがわかる。
【００２９】
【表５】
【００３０】（実施例３）実施例１と同じ装置を使用し
てＦＲＰ（表１に記載のもの）のガス化・燃焼処理試験
を行った。操作条件及び試験結果を表６に示す。表６か
ら、水蒸気を供給しＯ2 ／Ｃモル比を適正な範囲とすれ
ば、空気を使用しても多量のタールやススを発生するこ
となく、ガス化が進行することがわかる。
てＦＲＰ（表１に記載のもの）のガス化・燃焼処理試験
を行った。操作条件及び試験結果を表６に示す。表６か
ら、水蒸気を供給しＯ2 ／Ｃモル比を適正な範囲とすれ
ば、空気を使用しても多量のタールやススを発生するこ
となく、ガス化が進行することがわかる。
【００３１】
【表６】
【００３２】（実施例４）実施例１と同じ装置を使用し
てＦＲＰ及び紙（いずれも表１に記載のもの）のガス化
・燃焼処理試験を行った。操作条件及び試験結果を表７
に示す。表７から混合廃棄物であっても、本発明の方法
により、多量のススやタールを発生することなく容易に
ガス化できることがわかる。
てＦＲＰ及び紙（いずれも表１に記載のもの）のガス化
・燃焼処理試験を行った。操作条件及び試験結果を表７
に示す。表７から混合廃棄物であっても、本発明の方法
により、多量のススやタールを発生することなく容易に
ガス化できることがわかる。
【００３３】
【表７】
【００３４】
【発明の効果】本発明の方法によれば、廃棄物中の有機
物を空気又は酸素及び水蒸気で部分酸化により燃焼又は
ガス化する有機物を含む廃棄物のガス化処理において、
未燃炭素の残存や不完全燃焼によるススやタールの系外
への排出がなく、効率よく廃棄物の処理を行うことがで
きる。また、ススやタールの少ないクリーンなガス化ガ
スが得られるので、これを燃焼させることにより容易に
熱エネルギの回収を行うことができる。
物を空気又は酸素及び水蒸気で部分酸化により燃焼又は
ガス化する有機物を含む廃棄物のガス化処理において、
未燃炭素の残存や不完全燃焼によるススやタールの系外
への排出がなく、効率よく廃棄物の処理を行うことがで
きる。また、ススやタールの少ないクリーンなガス化ガ
スが得られるので、これを燃焼させることにより容易に
熱エネルギの回収を行うことができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 有機物を含む廃棄物を空気又は酸素及び
水蒸気で部分酸化により燃焼又はガス化する有機物を含
む廃棄物のガス化処理方法において、供給する水蒸気と
有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となる
ように調整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中の有
機物を部分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の供給
を止め空気又は酸素のみを供給して残留する炭素成分を
主体とする可燃物を燃焼させることを特徴とする有機物
を含む廃棄物のガス化処理方法。 - 【請求項２】 有機物を含む廃棄物を空気又は酸素及び
水蒸気で部分酸化により燃焼又はガス化する有機物を含
む廃棄物のガス化処理方法において、供給する水蒸気と
有機物中の炭素とのモル比Ｈ2 Ｏ／Ｃが１〜１０となる
ように調整し、７００〜９００℃の温度で廃棄物中の有
機物を部分酸化によりガス化させたのち、水蒸気の供給
を止め空気又は酸素のみを供給して残留する炭素成分を
主体とする可燃物を燃焼させるとともに、前記ガス化に
より発生した可燃性ガスを空気又は酸素により燃焼させ
ることを特徴とする有機物を含む廃棄物のガス化処理方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012794A JPH09208968A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 廃棄物のガス化処理方法 |
| EP97400196A EP0786627B1 (en) | 1996-01-29 | 1997-01-28 | Waste treatment process |
| DE69716973T DE69716973T2 (de) | 1996-01-29 | 1997-01-28 | Verfahren zur Behandlung von Abfällen |
| US09/124,578 US6001144A (en) | 1996-01-29 | 1998-07-29 | Waste treatment process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012794A JPH09208968A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 廃棄物のガス化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09208968A true JPH09208968A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11815312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8012794A Pending JPH09208968A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 廃棄物のガス化処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0786627B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09208968A (ja) |
| DE (1) | DE69716973T2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3153091B2 (ja) * | 1994-03-10 | 2001-04-03 | 株式会社荏原製作所 | 廃棄物の処理方法及びガス化及び熔融燃焼装置 |
| DE3049250C2 (de) * | 1980-12-27 | 1985-10-24 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Einrichtung mit Schweldrehtrommel und Schachtofen |
| EP0648829B1 (en) * | 1993-10-19 | 1998-08-19 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Process for the gasification of organic materials |
| RU2089786C1 (ru) * | 1994-06-23 | 1997-09-10 | Институт химической физики в Черноголовке РАН | Способ обезвреживания и уничтожения твердых отходов, преимущественно госпитальных, и устройство для его осуществления |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP8012794A patent/JPH09208968A/ja active Pending
-
1997
- 1997-01-28 EP EP97400196A patent/EP0786627B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-28 DE DE69716973T patent/DE69716973T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0786627A2 (en) | 1997-07-30 |
| DE69716973T2 (de) | 2003-08-28 |
| EP0786627B1 (en) | 2002-11-13 |
| DE69716973D1 (de) | 2002-12-19 |
| EP0786627A3 (en) | 1999-02-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031111 |